数字信号处理与硬件实现：TPM 2.0 实践指南

"本书以《数字信号处理计算程序——a practical guide to tpm 2.0》为主题，探讨了数字信号处理、计算、程序、算法和硬线逻辑的基础知识，旨在引导读者理解数字信号处理在现代电子设备中的应用及其与硬件逻辑设计的关系。" 在数字信号处理(DSP)领域，各种专用集成电路(ASICs)被广泛应用于信号的滤波、变换、加密解密、编码解码、纠错压缩等功能，这些功能本质上是数学运算的体现。虽然理论上可以通过通用计算机或微处理器实现，但通常我们会使用C、Pascal或汇编语言编写程序来研究算法的效率和可行性。 某些数字信号处理任务允许非实时处理，例如在石油地质勘探中，数据可以后期处理以去除噪声并分析地层结构。这种情况下，通用计算机的计算能力足以胜任。然而，对于实时性要求高的应用，如军事通信和雷达系统，需要快速处理微弱信号的增强、加密、编码等，这时通用计算机的速度往往无法满足需求，需要定制化的高速硬件系统，如FPGA或ASIC。 微处理器的运行机制决定了其在特定计算任务上的局限性。它们遵循指令周期，逐条执行存储在内存中的编译后指令，而其内部架构和总线设计是为了通用性而非针对特定算法优化。相比之下，FPGA和ASIC能直接实现硬线逻辑，提供更快的运算速度，尤其适用于对时间敏感的信号处理任务。 本章的焦点在于介绍算法与硬线逻辑之间的联系，以及如何使用Verilog HDL等硬件描述语言设计复杂的数字逻辑系统。Verilog HDL使得在电路设计自动化工具的支持下，设计者能够创建并行计算结构，以适应特定的算法需求，这是20世纪90年代以来在发达国家逐渐普及的数字逻辑设计方法。 通过学习本书，读者将深入理解数字信号处理的核心概念，掌握高速硬件逻辑设计的技术，包括如何利用FPGA进行高效信号处理，以及如何通过Verilog HDL实现定制化硬件解决方案，以应对高精度、高实时性要求的挑战。